(57)【要約】【課題】  映像変換の際、エッジのような領域で発生するジャギングアーチ学区とを取除くことのできるアーチファクト処理装置およびその方法を提供する。【解決手段】  算出部は入力される現フレーム／フィールドのうち現ピクセルに基づいて所定サイズのウィンドウを設定し、ウィンドウの特性を判断するための固有値および固有ベクトルを少なくとも１つずつ算出し、加重値決定部は算出された固有値に基づいてウィンドウの特性を判断した後、その判断結果に基づいてフィルタリングに適用すべきフィルタリング加重値を決め、低域通過フィルタは算出された固有ベクトルおよび決定されたフィルタリング加重値に基づいてウィンドウをフィルタリングする。【選択図】  図３
2005353068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される現フレーム／フィールド上で現ピクセルに基づいて所定サイズのウィンドウを設定し、前記ウィンドウの特性を判断するための固有値および固有ベクトルを少なくとも１つずつ算出する算出部と、
前記算出された固有値に基づいて前記ウィンドウの特性を判断した後、その判断結果に基づいてフィルタリングに適用すべきフィルタリング加重値を決める加重値決定部と、
前記算出された固有ベクトルおよび前記決定されたフィルタリング加重値に基づいて前記ウィンドウをフィルタリングする低域通過フィルタと、
を含むことを特徴とするアーチファクト処理装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの固有ベクトルはそれぞれ勾配方向を示す第１固有ベクトルおよびエッジ方向を示す第２固有ベクトルを含み、前記少なくとも１つの固有値はそれぞれ前記勾配方向への分散を示す第１固有値および前記エッジ方向への分散を示す第２固有値であることを特徴とする請求項１に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項３】
前記算出部は、
前記ウィンドウに主成分の分析を適用して共分散配列を算出する配列算出部と、
前記共分散配列の前記第１および第２固有値を算出する固有値算出部と、
前記共分散配列の前記第１および第２固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項４】
前記加重値決定部は、
前記第１固有値および前記第２固有値のサイズを比較して前記ウィンドウの特性を判断する特徴判断部と、
前記判断された特徴に基づいて前記ウィンドウのフィルタリングに適用すべき前記フィルタリング加重値を算出する加重値算出部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項５】
前記特徴判断部は、前記第１固有値と第２固有値の比率が第１閾値以下であれば前記ウィンドウがコナー領域であると判断し、前記比率が第２閾値以上であれば前記ウィンドウがエッジ領域であると判断することを特徴とする請求項４に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項６】
前記加重値算出部は、前記ウィンドウが前記コナー領域であると判断されれば「０」を有する前記加重値を算出し、前記ウィンドウが前記エッジ領域であると判断されれば「１」を有する前記加重値を算出することを特徴とする請求項５に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項７】
前記低域通過フィルタは、
前記固有ベクトル算出部から出力される前記第１および第２固有ベクトルの少なくとも１つと前記現ピクセルに基づいて、前記ウィンドウの前ピクセルと次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルと前記次ピクセルの平均値を算出するピクセル平均算出部と、
前記算出された平均値、前記現ピクセルおよび前記決められたフィルタリング加重値を用いて前記確認されたエッジ方向に前記ウィンドウをフィルタリングして前記現ピクセルに対する最終ピクセルを出力するフィルタリング遂行部と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項８】
前記固有ベクトル算出部は、前記第１および第２固有ベクトルのうちより小さい値を有する最小固有ベクトルを前記低域通過フィルタに出力することを特徴とする請求項３に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項９】
入力イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出した後、算出された固有値に応じて各ピクセルのフィルタリング加重値を決める算出部と、
前記算出された固有ベクトルおよび前記決められたフィルタリング加重値に基づいて前記入力イメージをフィルタリングするフィルタと、
を含むことを特徴とするアーチファクト処理装置。
【請求項１０】
前記算出部は、
各ピクセルの周辺領域上に存在するピクセルに主成分の分析を適用して共分散配列を算出した後、前記共分散配列に基づいて前記固有値および固有ベクトルを算出する配列算出部と、
各ピクセルに基づいて算出された固有値間の比率を所定の第１および第２閾値と比較して、各ピクセルに対するフィルタリング加重値を算出する加重値決定部と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項１１】
前記第１および第２閾値は、
現ピクセルが入力イメージのコナー領域に位置する場合に前記固有値間の比率が第１閾値以下になり、現ピクセルがエッジ領域に位置する場合に前記比率が第２閾値以上になり、現ピクセルが中間領域に位置する場合に前記比率が第１および第２閾値の間値になるよう働くサイズの値に設定することを特徴とする請求項１０に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項１２】
前記加重値決定部は、
前記固有値間の比率が前記第１閾値以下であれば前記フィルタリング加重値を「０」に決め、前記固有値間の比率が前記第２閾値以上であれば前記フィルタリング加重値を「１」に決め、前記固有値間の比率が前記第１および第２閾値の間値であれば、前記フィルタリング加重値を「０」ないし「１」の間の所定値に決めることを特徴とする請求項１０に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項１３】
前記フィルタは、
前記第１および第２固有ベクトルのうち少なくとも１つと前記現ピクセルに基づいて前記ウィンドウの前ピクセルと次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルおよび前記次ピクセルの平均値を算出するピクセル平均算出部と、
前記算出された平均値、前記現ピクセルおよび前記決められたフィルタリング加重値を用いてフィルタリングを行い、前記現ピクセルに対する最終ピクセル値を出力するフィルタリング遂行部と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のアーチファクト処理装置。
【請求項１４】
入力イメージの各ピクセルに基づいて所定サイズの周辺領域を設定し、設定された領域の特徴を判断してから、その判断結果に応じて各ピクセルに対応するフィルタリング加重値を算出する算出部と、
各ピクセルの前ピクセルおよび次ピクセルの平均値を演算した後、演算された平均値および前記フィルタリング加重値を用いて前記イメージをフィルタリングするフィルタ部と
を含むことを特徴とするアーチファクト処理装置。
【請求項１５】
入力される現フレーム／フィールド上で現ピクセルを基準にして所定サイズのウィンドウを設定するステップと、
前記ウィンドウの特徴を判断するための固有値および固有ベクトルを少なくとも１つずつ算出するステップと、
前記算出された固有値に基づいて前記ウィンドウの特徴を判断した後、判断の結果に基づいてフィルタリングに適用すべきフィルタリング加重値を決定するステップと、
前記算出された固有ベクトルおよび前記決められたフィルタリング加重値に基づいて、前記ウィンドウをフィルタリングするステップと、
を含むことを特徴とするアーチファクト処理方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの固有ベクトルはそれぞれ勾配方向を示す第１固有ベクトルおよびエッジ方向を示す第２固有ベクトルを含み、前記少なくとも１つの固有値はそれぞれ前記勾配方向への分散を示す第１固有値および前記エッジ方向への分散を示す第２固有値であることを特徴とする請求項１５に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項１７】
前記固有値および前記固有ベクトルを算出するステップは、
前記ウィンドウに主成分の分析を適用して共分散配列を算出するステップと、
前記共分散配列の前記第１および第２固有値を算出するステップと、
前記共分散配列の前記第１および第２固有ベクトルを算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項１８】
前記フィルタリング加重値を決めるステップは、
前記第１固有値および前記第２固有値のサイズを比較して前記ウィンドウの特性を判断するステップと、
前記判断された特徴に基づいて前記ウィンドウのフィルタリングに適用すべき前記フィルタリング加重値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項１９】
前記第１固有値および第２固有値のサイズを比較して前記ウィンドウの特徴を判断するステップは、
前記第１固有値と第２固有値の比率が第１閾値より小さければ、前記ウィンドウがコナー領域であると判断し、前記比率が第２閾値以上であれば前記ウィンドウがエッジ領域であると判断することを特徴とする請求項１８に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２０】
前記フィルタリング加重値を算出するステップは、前記ウィンドウが前記コナー領域であると判断されれば「０」を有する前記加重値を算出し、前記ウィンドウが前記エッジ領域であると判断されれば「１」を有する前記加重値を算出することを特徴とする請求項１９に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２１】
前記ウィンドウをフィルタリングするステップは、
前記算出された第１および第２固有ベクトルの少なくとも１つと前記現ピクセルに基づいて前記ウィンドウの前ピクセルと次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルと前記次ピクセルの平均値を算出するステップと、
前記算出された平均値、前記現ピクセルおよび前記決められたフィルタリング加重値を用いて前記確認されたエッジ方向に前記ウィンドウをフィルタリングして前記現ピクセルに対する最終ピクセルを出力するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２２】
前記第１および第２固有ベクトルを算出するステップは、前記第１および第２固有ベクトルのうちより小さい値を有する最小固有ベクトルを前記平均値を算出するステップとして出力することを特徴とする請求項１７に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２３】
イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出するステップと、
算出された固有値に応じて各ピクセルのフィルタリング加重値を決めるステップと、
前記算出された固有ベクトルおよび前記決められたフィルタリング加重値に基づいて前記入力イメージをフィルタリングするステップと、
を含むことを特徴とするアーチファクト処理方法。
【請求項２４】
前記イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出するステップは、
各ピクセルに基づいて所定サイズのウィンドウを設定するステップと、
各ウィンドウ別に、勾配方向を示す第１固有ベクトルおよびエッジ方向を示す第２固有ベクトルを算出するステップと、
各ウィンドウ別に、前記勾配方向への分散を示す第１固有値および前記エッジ方向への分散を示す第２固有値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２５】
前記イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出するステップは、
各ピクセルの周辺領域上に存在するピクセルに主成分の分析を適用して共分散配列を算出するステップと、
前記共分散配列に基づいて前記固有値および固有ベクトルを算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２６】
前記フィルタリング加重値を決定するステップは、
前記固有値間の比率と所定の第１および第２閾値を比較するステップと、
前記比較結果に基づいて前記フィルタリング加重値を決めるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２７】
前記比較結果に基づいて前記フィルタリング加重値を決定するステップは、
前記固有値間の比率が前記第１閾値以下であれば前記フィルタリング加重値を「０」に決めるステップと、
前記固有値間の比率が前記第２閾値以上であれば前記フィルタリング加重値を「１」に決めるステップと、
前記固有値間の比率が前記第１および第２閾値の間値であれば、前記フィルタリング加重値を「０」ないし「１」の間の所定値に決めるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２６に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２８】
各ピクセルをフィルタリングするステップは、
前記フィルタリング加重値が「０」である場合に現ピクセル値を出力するステップと、
前記フィルタリング加重値が「１」である場合に前ピクセル値および次ピクセル値間の平均値を出力するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２７に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項２９】
前記入力イメージをフィルタリングするステップは、
前記固有ベクトルのうち少なくとも１つと前記現ピクセルの位置に基づいて各ピクセルの前ピクセルおよび次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルおよび前記次ピクセルの平均値を算出するステップと、
各ピクセルに対して決められたフィルタリング加重値、前記算出された平均値、各ピクセル値に基づいて各ピクセルの最終ピクセル値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のアーチファクト処理方法。
【請求項３０】
イメージの各ピクセルに対して所定サイズの周辺領域を設定するステップと、
各領域の特徴を決めるステップと、
前記各領域の特徴に基づいて、各ピクセルのフィルタリング加重値を算出するステップと、
算出されたフィルタリング加重値、各ピクセルの前ピクセルと次ピクセル間の平均値に基づいて前記イメージをフィルタリングするステップと、
を含むことを特徴とするアーチファクト処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーチファクト処理装置およびその方法に関し、詳細には、映像変換の際に階段現象のようなアーチファクトを解除するためのアーチファクト処理装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジャギングアーチファクト（Ｊａｇｇｉｎｇ  ａｒｔｉｆａｃｔ）は、図１に示したように、映像の斜線が線ではなく階段として見える現象であって、画質の劣化を招く。係る階段現象はデインタレーシング（Ｄｅ−Ｉｎｔｅｒｌａｃｉｎｇ）あるいはスケーリング（Ｓｃａｌｉｎｇ）などにより発生し、階段現象（ｓｔａｉｒｃａｓｉｎｇ）、斜線ノイズ（ｄｉａｇｏｎａｌ  ｎｏｉｓｅ）など、様々に呼ばれている。
【０００３】
一方、特許文献１にはジャギングアーチファクトの一種である鋸歯状の（ｓａｗｔｏｏｔｈ）アーチファクトを解除するための画質処理装置が図２に示されている。
図２に示したように、従来の画質処理装置は検出部２１０および垂直フィルタ２２０を含んでなる。
検出部２１０は、入力映像信号（ｉｎ）のうち鋸歯状が生じた領域を検出する。なお、検出部２１０は、ディインタレーシングされた走査線が隣接した２つの水平走査線とは第１閾値に比べ大きな差異を有し、隣接した水平走査線の次に位置した走査線とは第２閾値より小さな差異を有する場合、デインタレーシングされた走査線が位置した領域に鋸歯状のアーチファクトが発生したと判断する。
【０００４】
垂直フィルタ２２０は、鋸歯状のアーチファクトが発生したと判断された領域を垂直方向にフィルタリングし出力映像信号（ｏｕｔ）を出力する。これはジャギングアーチファクトが発生した領域をぼやかすことで階段現象を取除くためである。
しかし、従来の画質処理装置は閾値を用いてジャギングアーチファクトが発生した領域を判断することによって、鋸歯状アーチファクトが発生した領域についてミス判断をする恐れがある。またジャギングアーチファクトが生じた領域に対して垂直フィルタリングを行う場合、ジャギングアーチファクトを確実に取除かず画質の劣化に繋がる恐れがある。
【特許文献１】米国特許第５，６２５，４２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、映像変換の際にエッジのような領域で発生するアーチファクトを取除くためのアーチファクト処理装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
係る目的を行うための本発明の一実施の形態に係るアーチファクト処理装置は、入力される現フレーム／フィールド上で現ピクセルに基づいて所定サイズのウィンドウを設定し、前記ウィンドウの特性を判断するための固有値および固有ベクトルを少なくとも１つずつ算出する算出部と、前記算出された固有値に基づいて前記ウィンドウの特性を判断した後、その判断結果に基づいてフィルタリングに適用すべきフィルタリング加重値を決める加重値決定部と、前記算出された固有ベクトルおよび前記決定されたフィルタリング加重値に基づいて前記ウィンドウをフィルタリングする低域通過フィルタと、を含む。
【０００７】
この場合、前記少なくとも１つの固有ベクトルはそれぞれ勾配方向を示す第１固有ベクトルおよびエッジ方向を示す第２固有ベクトルを含み、前記少なくとも１つの固有値はそれぞれ前記勾配方向への分散を示す第１固有値および前記エッジ方向への分散を示す第２固有値であることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記算出部は、前記ウィンドウに主成分の分析を適用して共分散配列を算出する配列算出部と、前記共分散配列の前記第１および第２固有値を算出する固有値算出部と、前記共分散配列の前記第１および第２固有ベクトルを算出する固有ベクトル算出部と、を含む。
より好適には、前記加重値決定部は、前記第１固有値および前記第２固有値のサイズを比較して前記ウィンドウの特性を判断する特徴判断部と、前記判断された特徴に基づいて前記ウィンドウのフィルタリングに適用すべき前記フィルタリング加重値を算出する加重値算出部と、を含むことができる。
この場合、前記特徴判断部は、前記第１固有値と第２固有値の比率が第１閾値以下であれば前記ウィンドウがコナー（ｃｏｒｎｅｒ）領域であると判断し、前記比率が第２閾値以上であれば前記ウィンドウがエッジ領域であると判断できる。さらに、前記加重値算出部は、前記ウィンドウが前記コナー領域であると判断されれば「０」を有する前記加重値を算出し、前記ウィンドウが前記エッジ領域であると判断されれば「１」を有する前記加重値を算出することができる。
【０００９】
一方、前記低域通過フィルタは、前記固有ベクトル算出部から出力される前記第１および第２固有ベクトルの少なくとも１つと前記現ピクセルに基づいて、前記ウィンドウの前ピクセルと次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルと前記次ピクセルの平均値を算出するピクセル平均算出部と、前記算出された平均値、前記現ピクセルおよび前記決められたフィルタリング加重値を用いて前記確認されたエッジ方向に前記ウィンドウをフィルタリングして前記現ピクセルに対する最終ピクセルを出力するフィルタリング遂行部と、を含むことが好ましい。
より好適には、前記固有ベクトル算出部は、前記第１および第２固有ベクトルのうちより小さい値を有する最小固有ベクトルを前記低域通過フィルタに出力することができる。
【００１０】
一方、本発明の他の実施形態に係るアーチファクト処理装置は、入力イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出した後、算出された固有値に応じて各ピクセルのフィルタリング加重値を決める算出部と、前記算出された固有ベクトルおよび前記決められたフィルタリング加重値に基づいて前記入力イメージをフィルタリングするフィルタと、を含む。
好ましくは、前記算出部は、各ピクセルの周辺領域上に存在するピクセルに主成分の分析を適用して共分散配列を算出した後、前記共分散配列に基づいて前記固有値および固有ベクトルを算出する配列算出部と、各ピクセルに基づいて算出された固有値間の比率を所定の第１および第２閾値と比較して、各ピクセルに対するフィルタリング加重値を算出する加重値決定部と、を含む。
この場合、前記第１および第２閾値は、現ピクセルが入力イメージのコナー領域に位置する場合に前記固有値間の比率が第１閾値以下になり、現ピクセルがエッジ領域に位置する場合に前記比率が第２閾値以上になり、現ピクセルが中間領域に位置する場合に前記比率が第１および第２閾値の間値になるよう働くサイズの値に設定することが好ましい。
【００１１】
より好適には、前記加重値決定部は、前記固有値間の比率が前記第１閾値以下であれば前記フィルタリング加重値を「０」に決め、前記固有値間の比率が前記第２閾値以上であれば前記フィルタリング加重値を「１」に決め、前記固有値間の比率が前記第１および第２閾値の間値であれば、前記フィルタリング加重値を「０」ないし「１」の間の所定値に決定することができる。
さらに好ましくは、前記フィルタは、前記第１および第２固有ベクトルのうち少なくとも１つと前記現ピクセルに基づいて前記ウィンドウの前ピクセルと次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルおよび前記次ピクセルの平均値を算出するピクセル平均算出部と、前記算出された平均値、前記現ピクセルおよび前記決められたフィルタリング加重値を用いてフィルタリングを行い、前記現ピクセルに対する最終ピクセル値を出力するフィルタリング遂行部と、を含む。
【００１２】
一方、本発明の他の実施形態に係るアーチファクト処理装置は、入力イメージの各ピクセルに基づいて所定サイズの周辺領域を設定し、設定された領域の特徴を判断してから、その判断結果に応じて各ピクセルに対応するフィルタリング加重値を算出する算出部と、各ピクセルの前ピクセルおよび次ピクセルの平均値を演算した後、演算された平均値および前記フィルタリング加重値を用いて前記イメージをフィルタリングするフィルタ部と、を含む。
一方、本発明の他なる実施形態に係るアーチファクト処理方法は、入力される現フレーム／フィールド上で現ピクセルを基準にして所定サイズのウィンドウを設定するステップと、前記ウィンドウの特徴を判断するための固有値および固有ベクトルを少なくとも１つずつ算出するステップと、前記算出された固有値に基づいて前記ウィンドウの特徴を判断した後、判断の結果に基づいてフィルタリングに適用すべきフィルタリング加重値を決定するステップと、前記算出された固有ベクトルおよび前記決められたフィルタリング加重値に基づいて、前記ウィンドウをフィルタリングするステップと、を含む。
好ましくは、前記少なくとも１つの固有ベクトルはそれぞれ勾配方向を示す第１固有ベクトルおよびエッジ方向を示す第２固有ベクトルを含み、前記少なくとも１つの固有値はそれぞれ前記勾配方向への分散を示す第１固有値および前記エッジ方向への分散を示す第２固有値であり得る。
【００１３】
より好ましくは、前記固有値および前記固有ベクトルを算出するステップは、前記ウィンドウに主成分の分析を適用して共分散配列を算出するステップと、前記共分散配列の前記第１および第２固有値を算出するステップと、前記共分散配列の前記第１および第２固有ベクトルを算出するステップと、を含む。
また好ましくは、前記フィルタリング加重値を決めるステップは、前記第１固有値および前記第２固有値のサイズを比較して前記ウィンドウの特性を判断するステップと、前記判断された特徴に基づいて前記ウィンドウのフィルタリングに適用すべき前記フィルタリング加重値を算出するステップと、を含むことができる。
【００１４】
一方、前記第１固有値および第２固有値のサイズを比較して前記ウィンドウの特徴を判断するステップは、前記第１固有値と第２固有値の比率が第１閾値より小さければ、前記ウィンドウがコナー領域であると判断し、前記比率が第２閾値以上であれば前記ウィンドウがエッジ領域であると判断することが好ましい。
この場合、前記フィルタリング加重値を算出するステップは、前記ウィンドウが前記コナー領域であると判断されれば「０」を有する前記加重値を算出し、前記ウィンドウが前記エッジ領域であると判断されれば「１」を有する前記加重値を算出することができる。
【００１５】
一方、前記ウィンドウをフィルタリングするステップは、前記算出された第１および第２固有ベクトルの少なくとも１つと前記現ピクセルに基づいて前記ウィンドウの前ピクセルと次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルと前記次ピクセルの平均値を算出するステップと、前記算出された平均値、前記現ピクセルおよび前記決められたフィルタリング加重値を用いて前記確認されたエッジ方向に前記ウィンドウをフィルタリングして前記現ピクセルに対する最終ピクセルを出力するステップと、を含むことができる。
【００１６】
さらに好ましくは、前記第１および第２固有ベクトルを算出するステップは、前記第１および第２固有ベクトルのうちより小さい値を有する最小固有ベクトルを前記平均値を算出するステップとして出力することができる。
【００１７】
一方、本発明の他なる実施形態に係るアーチファクト処理方法は、イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出するステップと、算出された固有値に応じて各ピクセルのフィルタリング加重値を決めるステップと、前記算出された固有ベクトルおよび前記決められたフィルタリング加重値に基づいて前記入力イメージをフィルタリングするステップと、を含むことができる。
好ましくは、前記イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出するステップは、各ピクセルに基づいて所定サイズのウィンドウを設定するステップと、各ウィンドウ別に、勾配方向を示す第１固有ベクトルおよびエッジ方向を示す第２固有ベクトルを算出するステップと、各ウィンドウ別に、前記勾配方向への分散を示す第１固有値および前記エッジ方向への分散を示す第２固有値を算出するステップと、を含む。
より好ましくは、前記イメージの各ピクセルに対する固有値および固有ベクトルを算出するステップは、各ピクセルの周辺領域上に存在するピクセルに主成分の分析を適用して共分散配列を算出するステップと、前記共分散配列に基づいて前記固有値および固有ベクトルを算出するステップと、を含むことができる。
【００１８】
さらに好ましくは、前記フィルタリング加重値を決定するステップは、前記固有値間の比率と所定の第１および第２閾値を比較するステップと、前記比較結果に基づいて前記フィルタリング加重値を決めるステップと、を含むことができる。
この場合、前記比較結果に基づいて前記フィルタリング加重値を決定するステップは、前記固有値間の比率が前記第１閾値以下であれば前記フィルタリング加重値を「０」に決めるステップと、前記固有値間の比率が前記第２閾値以上であれば前記フィルタリング加重値を「１」に決めるステップと、前記固有値間の比率が前記第１および第２閾値の間値であれば、前記フィルタリング加重値を「０」ないし「１」の間の所定値に決めるステップと、を含む。
【００１９】
また、各ピクセルをフィルタリングするステップは、前記フィルタリング加重値が「０」である場合に現ピクセル値を出力するステップと、前記フィルタリング加重値が「１」である場合に前ピクセル値および次ピクセル値間の平均値を出力するステップと、を含むことができる。
好ましくは、前記入力イメージをフィルタリングするステップは、前記固有ベクトルのうち少なくとも１つと前記現ピクセルの位置に基づいて各ピクセルの前ピクセルおよび次ピクセルの位置およびエッジ方向を確認した後、前記前ピクセルおよび前記次ピクセルの平均値を算出するステップと、各ピクセルに対して決められたフィルタリング加重値、前記算出された平均値、各ピクセル値に基づいて各ピクセルの最終ピクセル値を算出するステップと、を含むことができる。
【００２０】
一方、本発明のさらなる実施形態に係るアーチファクト処理方法は、イメージの各ピクセルに対して所定サイズの周辺領域を設定するステップと、各領域の特徴を決めるステップと、前記各領域の特徴に基づいて、各ピクセルのフィルタリング加重値を算出するステップと、算出されたフィルタリング加重値、各ピクセルの前ピクセルと次ピクセル間の平均値に基づいて前記イメージをフィルタリングするステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るアーチファクト処理装置およびその方法によると、ＰＣＡを適用して固有値および固有ベクトルを算出してから、算出された固有値および固有ベクトルを用いてジャギングアーチファクトを抑制する。特に、固有ベクトルを用いて方向性を有する低域通過フィルタリングを行うことによって効率よくジャギングアーチファクトが抑制でき、走査線間の閾値でない固有値を考慮して低域通過フィルタリングの程度を設計することにより、映像のコナーがフィルタリングされることを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。本発明を説明するに当って、関連された公知または構成に対する詳細な説明が本発明の要旨において不要であると判断される場合、その詳説は除く。
【実施例】
【００２３】
図３は本発明の好適な実施形態に係るアーチファクト処理装置を概略的に示したブロック図である。
同図に示したように、本発明の好適な実施形態に係るアーチファクト処理装置３００は、算出部３１０、加重値決定部３２０、および低域通過フィルタ３３０を含んでいる。
算出部３１０は、入力される現フレーム／フィールドのうち現ピクセルを基準にした所定サイズのウィンドウを設定し、ウィンドウ内のピクセル値に基づいてウィンドウ特性を判断するための固有値および固有ベクトルを少なくとも１つずつ算出する。この際、ウィンドウは少なくとも前走査線（Ｌｎ-１）、現走査線（Ｌｎ）および次走査線（Ｌｎ＋１）を含む。
【００２４】
算出部３１０は、主成分の分析（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：ＰＣＡ）を適用して固有値および固有ベクトルを算出する。ＰＣＡは設定されたウィンドウの共分散配列（Ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  Ｍａｔｒｉｘ）を求め、 共分散配列の固有値と固有ベクトルを用いてウィンドウの映像パターン、即ち映像特徴が判断されるよう行う。
なお、少なくとも１つの固有ベクトルは、図４に示したように、第１固有ベクトル（θ+）および第２固有ベクトル（θ-）を含む。第１固有ベクトルベクトル（θ+）はウィンドウの勾配（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）方向を示し、第２固有ベクトル（θ-）はエッジ方向を示す。さらに、少なくとも１つの固有値はウィンドウの勾配方向への分散を示す第１固有値（λ+）およびエッジ方向への分散を示す第２固有値（λ-）を含む。
【００２５】
係る算出部３１０は配列算出部３１２、固有値算出部３１４、および固有ベクトル算出部３１６を含む。
配列算出部３１２はウィンドウを設定してから、設定されたウィンドウにＰＣＡを適用して式(1)のような共分散配列を算出する。
【００２６】
【数１】
2005353068.tif 000003
【００２７】
なお、ｇは共分散配列、ｇ11およびｇ12は共分散配列をなしている因子、ｎはウィンドウ内に位置するピクセル、Ｉkｘは各ピクセルのｘ方向への微分値、 Ｉkyは各ピクセルの垂直方向への微分値を意味する。なお、ｘ方向は映像フレームの水平方向あるいは横方向であり、ｙ方向は映像フレームの垂直方向あるいは縦方向を示す。
【００２８】
固有値算出部３１４は共分散配列の固有値を少なくとも１つ算出する。本発明の場合、固有値算出部３１４は、式(2)に基づいて第１および第２固有値（λ+、λ-）を算出する。
【００２９】
【数２】
2005353068.tif 000004
【００３０】
式(2)に基づくと、固有値算出部３１４は、算出された（ａ）および（ｂ）のうちより大きな値を第１固有値（λ+）として出力し、小さな値を第２固有値（λ-）として出力する。固有ベクトル算出部３１６は算出された共分散配列の固有ベクトルを少なくとも１つ算出する。本発明の場合、固有ベクトル算出部３１６は、式(3)に基づいて第１および第２固有ベクトル（θ+、θ-）を算出することができる。
【００３１】
【数３】
2005353068.tif 000005
【００３２】
式(3)に基づくと、（ｃ）は第１および第２固有ベクトル（θ+、θ-）のｘ方向成分であり、（ｄ）のなかの式(4)は第１固有ベクトル（θ+）のｙ方向成分、式(5)は第２固有ベクトル（θ-）のｙ方向の成分を意味する。
【００３３】
【数４】
2005353068.tif 000006
【００３４】
式(3)に基づいて、第１および第２固有ベクトル（θ+、θ-）が算出されれば、固有ベクトル算出部３１６はさらに小さな固有ベクトルを低域通過フィルタ３３０に出力する。以下、第１および第２固有ベクトル（θ+、θ-）のうちさらに小さな固有ベクトルにつき最小固有ベクトル（θｍｉｎ）とする。一方、加重値決定部３２０は、算出された固有値に基づいてウィンドウの特徴を判断した後、判断結果に基づいてフィルタリングに適用すべくフィルタリング加重値を決定する。このために、加重値決定部３２０は特徴判断部３２２および加重値算出部３２４を含む。
【００３５】
特徴判断部３２２は固有値算出部３１４により算出された第１固有値（λ+）と第２固有値（λ-）のサイズを比較してウィンドウ特徴を判断する。即ち、特徴判断部３２２はウィンドウの映像パターンがコナー領域またはコナー以外のエッジ領域を判断する。
詳説すると、特徴判断部３２２は第１固有値（λ+）と第２固有値（λ-）の比率（λ+/λ-）が第１閾値（ｔｈ１）より小さければウィンドウがコナー領域であると判断する。
さらに、特徴判断部３２２は第１固有値（λ+）と第２固有値（λ-）の比率（λ+/λ-）が第２閾値（ｔｈ２）より大きければウィンドウがエッジ領域であると判断する。
さらに、特徴判断部３２２は第１固有値（λ+）と第２固有値（λ-）の比率（λ+/λ-）が第１および第２閾値（ｔｈ１、ｔｈ２）との間に位置すればコナー領域とエッジ領域の中間領域であると判断する。
加重値算出部３２４は特徴判断部３２２の判断結果に基づいてウィンドウのフィルタリングに適用すべきフィルタリング加重値（ｗ）を算出する。
【００３６】
図５に示したように、加重値算出部３２４はウィンドウが前記コナー領域であると判断されれば「０」を有する加重値（ｗ）を算出する。
さらに、加重値算出部３２４はウィンドウがエッジ領域であると判断されれば「１」を有する加重値（ｗ）を算出する。
さらに、加重値算出部３２４はウィンドウが中間領域であると判断されれば、比率（λ+/λ-）に応じて可変する加重値（ｗ）を算出し、「０」と「１」との間の加重値（ｗ）を算出する。
【００３７】
再度図３に参照すると、低域通過フィルタ３３０は算出された最小固有ベクトル（θｍｉｎ）および決定されたフィルタリング加重値（ｗ）に基づいてウィンドウをフィルタリングする。即ち、低域通過フィルタ３３０は最小固有ベクトル（θｍｉｎ）に基づいてウィンドウのエッジ方向を確認した後、フィルタリング加重値（ｗ）を適用して確認されたエッジ方向にウィンドウをフィルタリングする。
本発明の場合、低域通過フィルタ３３０は所定の周波数以下の映像信号をフィルタリングして所定数端数を超える映像信号を取除く。これはエッジ成分に多く含まれた高周波成分を取除くことによってジャギングアーチファクトを取除くためである。
このために、低域通過フィルタ３３０はピクセル平均算出部３３２およびフィルタリング遂行部３３４を含む。
【００３８】
ピクセル平均算出部３３２は、入力されたウィンドウのうち現ピクセルと固有ベクトル算出部３１６から出力される最小固有ベクトル（θｍｉｎ）に基づいて前ピクセルと次ピクセルの位置を確認する。そして、ピクセル平均算出部３３２は位置が確認された前ピクセルと次ピクセルの平均値を算出する。なお、現ピクセルはウィンドウの現走査線に位置し、前ピクセルおおび次ピクセルは最小固有ベクトル（θｍｉｎ）に応じてその位置が決定され、算出された平均値は「Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｉｘｅｌ」である。
【００３９】
図６はピクセルの平均値を算出する方法を説明するための図である。
同図に示したように、最小固有ベクトル（θｍｉｎ）が（１，２）である場合、黒い現ピクセル（０，０）を基準にしてｘ方向に１、ｙ方向に２移動すると、前ピクセルの位置（１，２）が求められる。さらに、現ピクセルを基準にしてｘ方向へ-１、ｙ方向に-２移動すると、次ピクセルの位置（-１、-２）が求められる。そして、位置が求められた前ピクセルと次ピクセルの平均値を算出することによって前ピクセルと次ピクセルの方向（矢印方向）が確認される。なお、前ピクセルは前走査線（Ｌｎ-１）よりさらに前の走査線 （Ｌｎ-２）に位置し、次ピクセルは次走査線（Ｌｎ＋１）よりさらに次の走査線（Ｌｎ＋２）に位置される。
【００４０】
フィルタリング遂行部３３４は算出されたピクセルの平均値、現ピクセルおよび決定されたフィルタリングの加重値（ｗ）に基づいて低域通過フィルタリングを行って、現ピクセルに対する最終ピクセル（ｏｕｔ）を出力する。詳説すると、フィルタリング遂行部３３４は式(6)に基づいて最終ピクセルを出力する。
【００４１】
【数５】
2005353068.tif 000007
【００４２】
式(6)は「Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ」を行うことであって、ｏｕｔは最終ピクセル、ｗはフィルタリング加重値、ｓｒｃは現ピクセルを意味する。
式(6)を参照すると、フィルタリング遂行部３３４は算出された平均値とフィルタリングされた加重値（ｗ）を乗算して第１結果を出力する。これはウィンドウをエッジ方向へフィルタリング加重値（ｗ）の分フィルタリングしてスムーシング（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）処理を行うためである。そして、フィルタリング遂行部３３４は、現ピクセルと（１−ｗ）を乗算して第２結果を出力した後、第１結果と第２結果とを加算し最終ピクセルを出力する。
【００４３】
図７は図３によるアーチファクト処理のための方法を概略的に説明するためのフローチャートである。
図３〜図７に示したように、配列算出部３１２は入力される現ピクセルを基準にして所定サイズのウィンドウを設定してから、設定されたウィンドウにＰＣＡを適用し共分散配列を算出する（Ｓ７０５）。
そして、固有値算出部３１４は共分散配列の第１および第２固有値（λ+、λ-）を算出し、固有ベクトル算出部３１６は共分散配列の第１および第２固有ベクトル（θ+、θ-）を算出する（Ｓ７１０）。なお、固有ベクトル算出部３１６は第１および第２固有ベクトル（θ+、θ-）がのうちより小さい値を有する固有ベクトルを最小固有ベクトル（θｍｉｎ）として出力する。
【００４４】
Ｓ７１０が行われると、特徴判断部３２２はＳ７１０ステップにおいて、算出された第１および第２固有値（λ+、λ-）のサイズを比較してウィンドウ特徴を判断する（Ｓ７１５）。即ち、特徴判断部３２２はウィンドウの映像パターンがコナー領域あるいはコナー外のエッジ領域を判断する。
ウィンドウがコナー領域であると判断されれば、加重値算出部３２４は「０」を有するフィルタリング加重値（ｗ）を算出する（Ｓ７２０、７２５）。
そして、ピクセル平均算出部３３２はウィンドウのうち現ピクセルとＳ７１０から出力される最小固有ベクトル（θｍｉｎ）に基づいて前ピクセルと次ピクセルの位置を確認し、位置確認された前ピクセルと次ピクセルの平均値を算出する（Ｓ７３０）。Ｓ７３０が行われると、フィルタリング遂行部３３４は式(6)のようにピクセルの平均値、現ピクセルおよびフィルタリング加重値（ｗ）「０」に基づいて低域通過フィルタリングを行う（Ｓ７３５）。これによって、現ピクセルに対する最終ピクセル（ｏｕｔ）は現ピクセルと同じ値が出力される（Ｓ７４０）。
【００４５】
一方、Ｓ７１５での判断によりウィンドウがエッジ領域であると判断されれば、加重値算出部３２４は「１」を有する加重値（ｗ）を算出する（Ｓ７４５，７５０）。
そして、ピクセル平均算出部３３２は、ウィンドウのうち現ピクセルとＳ７１０から出力される最小固有ベクトル（θｍｉｎ）に基づいて前ピクセルと次ピクセルの位置を確認し、位置確認された前ピクセルと次ピクセルの平均値を算出する（Ｓ７５５）。
Ｓ７５５が行われると、フィルタリング遂行部３３４は式(6)のようにピクセルの平均値、現ピクセルおよびフィルタリング加重値（ｗ）「１」に基づいて低域通過フィルタリングを行う（Ｓ７６０）。これによって、現ピクセルに対する最終ピクセル（ｏｕｔ）は平均値と同じ値が出力される（Ｓ７４０）。
【００４６】
一方、Ｓ７１５の判断により、ウィンドウが中間領域であると判断されれば、加重値算出部３２４は第１および第２固有値の比率（λ+/λ-）に応じて適応的に可変する加重値（ｗ）を算出し、「０」と「１」との間の加重値（ｗ）を算出する（Ｓ７６５、Ｓ７７０）。
そして、ピクセル平均算出部３３２は、ウィンドウのうち現ピクセルとＳ７１０から出力される最小固有ベクトル（θｍｉｎ）に基づいて前ピクセルと次ピクセルの位置を確認し、位置確認された前ピクセルと次ピクセルの平均値を算出する（Ｓ７７５）。
Ｓ７７５が行われると、フィルタリング遂行部３３４は式(6)のようにピクセルの平均値、現ピクセルおよびフィルタリング加重値（ｗ）に基づいて低域通過フィルタリングを行う（Ｓ７８０）。これによって、現ピクセルに対する最終ピクセル（ｏｕｔ）が出力される（Ｓ７４０）。
【００４７】
図８Ａおよび図８Ｂは図３に示したアーチファクト処理装置が適用された画質処理システムの実施形態を概略的に示した図である。
図８Ａに示したように、本発明に係るアーチファクト処理装置３００は、ディインタレーサー８００の後端に設けることができる。ディインタレーサー８００は飛び越し走査フォーマットを順次走査フォーマットに変換する。アーチファクト処理装置３００はディインタレーサー８００でフォーマット変換された映像を低域通過フィルタリングすることによってディインタレーシング過程によって生じた階段現象（即ち、ジャギングアーチファクト）を抑制/減少させる。
【００４８】
他方、図８Ｂに示したように、本発明に係るアーチファクト処理装置３００はディインタレーサー８００の前端で設けることができる。この場合、アーチファクト処理装置３００は入力される映像に対し階段現象を予め抑制する。そして、ディインタレーサー８００は階段現象が抑制された映像の飛び越し走査フォーマットを順次走査フォーマットに変換する。
なお、本発明に係るアーチファクト処理装置３００はディインタレーサー８００のみならずスケーラー（図示せず）の後端あるいは前端にも設置できる。スケーラー（図示せず）は映像の解像度を拡大あるいは縮小させる装置である。
【００４９】
図９は図１に示したジャギングアーチファクトが解除された映像を示した図である。同図に示したように、図１の映像に対して本発明にかかるアーチファクト処理装置３００およびその方法を適用することによってジャギングアーチファクトが解除される。即ち、エッジがスムーズな位一方向の線として示されるので、ユーザに画質の改善された映像を提供することができる。
【００５０】
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、デジタルＴＶ、アナログＴＶなどのような映像ディスプレー装置のみならず、映像ディスプレー装置でディスプレーすべき映像データを処理するセットボックス、ＤＶＤプレーヤーなどのような信号処理装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ジャギングアーチファクトの一例を示した図である。
【図２】従来の画質処理装置を概略的に示したブロック図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係るアーチファクト処理装置を概略的に示したブロック図である。
【図４】図３の固有ベクトル算出部により算出される第１固有ベクトルおよび第２固有ベクトルを説明するための図である。
【図５】図３の加重値から算出されるフィルタリング加重値を説明するための図である。
【図６】図３のピクセル平均算出部からピクセルの平均値を算出する方法を説明するための図である。
【図７】図３によるアーチファクト処理のための方法を概略的に説明するためのフローチャートである。
【図８Ａ】図３に示したアーチファクト処理装置が適用された画質処理システムの実施形態を概略的に示した図である。
【図８Ｂ】図３に示したアーチファクト処理装置が適用された画質処理システムの実施形態を概略的に示した図である。
【図９】図１に示したジャギングアーチファクトが解除された映像を示した図である。
【符号の説明】
【００５３】
３００      アーチファクト処理装置
３１０      算出部
３１２      配列算出部
３１４      固有値算出部
３１６      固有ベクトル算出部
３２０      加重値決定部
３２２      特徴判断部
３２４      加重値算出部
３３０      低域通過フィルタ
３３２      ピクセル平均算出部
３３４      フィルタリング遂行部
【図１】
2005353068.tif 000008
【図２】
2005353068.tif 000009
【図３】
2005353068.tif 000010
【図４】
2005353068.tif 000011
【図５】
2005353068.tif 000012
【図６】
2005353068.tif 000013
【図７】
2005353068.tif 000014
【図８Ａ】
2005353068.tif 000015
【図８Ｂ】
2005353068.tif 000016
【図９】
2005353068.tif 000017